[发明专利]基于多源地理信息模型的城市轨道三维导航地图优化方法

说明书

本发明涉及室内导航技术领域，特别涉及一种基于多源地理信息模型的城市轨道三维导航地图优化方法。其方法包括以下步骤：A、构建城市轨道交通三维电子地图的基础图；B、剔除城市轨道室内空间的顶部和范围体；C、进行路径匹配获取路径信息，实现构建避开障碍物的最短路径；D、优化地图视角进行城市轨道三维导航地图的显示。本发明利用视觉匹配技术和自动化路径匹配技术，实现自适应式查看地图，自动化剔除范围体，优化地图表达方式，实现城市轨道三维导航地图优化功能，提升乘客导航体验和地图理解力。

技术领域

本发明涉及室内导航技术领域，特别涉及一种基于多源地理信息模型的城市轨道三维导 航地图优化方法。

背景技术

室内导航是当今地理空间信息科学范畴的前沿领域。合理优化显示地图信息，增强地图 表达力已成为地理信息科学研究的重点之一。

基于室内空间模型的导航技术发展迅速。20世纪90年代，美国Arc Second公司开发完 成了首套室内导航系统,2012年，诺基亚、三星、索尼移动以及其它19家公司联合成立了 “室内定位联盟”(In-LocationAlliance)。林雕等综合考虑几何、拓扑、语言三类信息的表 达提出一种基于图论的方法构建一种语义室内导航模型。陈雷鸣提出通过结合BIM和GIS可 实现模拟真实情景定位。随着计算机硬件性能的提升及三维可视化技术和激光扫描等技术的 成熟，国内的建设项目开始将BIM与GIS结合应用。

从精细化模型的三维可视化导航来说，目前学者在选择模型时更多地会利用 包含丰富几何拓扑语义的BIM模型来进行导航。P.Boguslawski等将BIM和GIS 建立三维拓扑模型，构建不同密度的导航网格，实现快速定位、导航功能。

现今诸多学者对于BIM与GIS的结合研究甚多，但是关于室内导航避开障碍物的研究不 够清晰。清华大学Ya-Hong Lin提出将三维空间内的实体映射到二维内，并进行离散化网格 划分，虽然考虑了障碍物的情况，并进行二维离散化网格划分，其缺点在于只是将3D映射到 二维，并没有考虑无人机的三维路径规划的情况。徐曼等人基于IFC(IndustryFoundation Classes)顾及障碍物的室内导航算法。以BIM模型为基础，以IFC为数据源，重点考虑多楼 层建筑且存在障碍物的情况，对IFC文件进行了详细的解读，对IFC信息的传递方式进行解 析，从中提取基本建筑元素及障碍物的几何信息和语义信息，然后分别采用二维格网法和基 于三棱柱的三维空间剖分法对室内空间进行剖分，并通过楼梯或电梯连接构建多楼层导航网 络，最后采用Dijkstra算法实现了避开障碍物的路径规划。

然而国内外针对基于高精度室内三维模型地图显示鲜有去除障碍物优化功能。李赟等在 研究面向室内导航应用的智能终端高质量三维模型中提出使用视椎体裁剪技术和遮挡剔除技 术来实现三维场景渲染，优化地图表达。

现有技术下，专利号为CN112525215A名为《导航地图的实现方法及装置、电子设备和介 质》提出一种导航地图的实现方法。包括：响应于接收到打开指令，显示基础地图，所述基 础地图被配置用于基于出发地和目的地执行导航；响应于接收到创建指令，获取所述创建指 令的相关数据；以及基于所述基础地图的数据和所述相关数据，在网页中创建定制化地图。

综合以上研究，现有技术有些只是对建筑物室内空间的粗粒度研究，没有涉及城市轨道 交通的三维地图和内部空间的细节布置。虽然对于室内精度比较精确，导航路径比较成熟， 但是对于非暴露空间微导航三维地图显示技术存在短板，短板有以下几点：

(1)现有技术中非暴露空间地图显示多为二维平面地图，地图信息显示技术尚缺失，缺 乏优化。

(2)以百度、高德公司为主研发的AR实景导航技术可以实现三维地图优化导航技术， 但是该三维导航方法无法显示起始点与终止点的三维路径地图。

(3)现有技术中的查看三维电子地图往往要手动调整视角达到最佳观察目的，无法实现 自适应式查看地图。